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/*
    应用说明：
    在访问I2C设备前，请先调用 i2c_CheckDevice() 检测I2C设备是否正常，该函数会配置GPIO

*/

#include "bsp_i2c_gpio.h"

/* 定义I2C总线连接的GPIO端口, 用户只需要修改下面4行代码即可任意改变SCL和SDA的引脚 */
#define GPIO_PORT_I2C   GPIOB           /* GPIO端口 */
#define RCC_I2C_PORT    RCC_APB2Periph_GPIOB        /* GPIO端口时钟 */
#define I2C_SCL_PIN     GPIO_Pin_6          /* 连接到SCL时钟线的GPIO */
#define I2C_SDA_PIN     GPIO_Pin_7          /* 连接到SDA数据线的GPIO */

/* 定义读写SCL和SDA的宏，已增加代码的可移植性和可阅读性 */
#if 0   /* 条件编译： 1 选择GPIO的库函数实现IO读写 */
#define I2C_SCL_1()  GPIO_SetBits(GPIO_PORT_I2C, I2C_SCL_PIN)       /* SCL = 1 */
#define I2C_SCL_0()  GPIO_ResetBits(GPIO_PORT_I2C, I2C_SCL_PIN)     /* SCL = 0 */

#define I2C_SDA_1()  GPIO_SetBits(GPIO_PORT_I2C, I2C_SDA_PIN)       /* SDA = 1 */
#define I2C_SDA_0()  GPIO_ResetBits(GPIO_PORT_I2C, I2C_SDA_PIN)     /* SDA = 0 */

#define I2C_SDA_READ()  GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_PORT_I2C, I2C_SDA_PIN)   /* 读SDA口线状态 */
#else   /* 这个分支选择直接寄存器操作实现IO读写 */
/*　注意：如下写法，在IAR最高级别优化时，会被编译器错误优化 */
#define I2C_SCL_1()  GPIO_PORT_I2C->BSRR = I2C_SCL_PIN              /* SCL = 1 */
#define I2C_SCL_0()  GPIO_PORT_I2C->BRR = I2C_SCL_PIN               /* SCL = 0 */

#define I2C_SDA_1()  GPIO_PORT_I2C->BSRR = I2C_SDA_PIN              /* SDA = 1 */
#define I2C_SDA_0()  GPIO_PORT_I2C->BRR = I2C_SDA_PIN               /* SDA = 0 */

#define I2C_SDA_READ()  ((GPIO_PORT_I2C->IDR & I2C_SDA_PIN) != 0)   /* 读SDA口线状态 */
#endif

static void i2c_CfgGpio(void);

/*
*********************************************************************************************************
*   函 数 名: i2c_Delay
*   功能说明: I2C总线位延迟，最快400KHz
*   形    参：无
*   返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void i2c_Delay(void)
{
    uint8_t i;

    /*　
        下面的时间是通过安富莱AX-Pro逻辑分析仪测试得到的。
        CPU主频72MHz时，在内部Flash运行, MDK工程不优化
        循环次数为10时，SCL频率 = 205KHz
        循环次数为7时，SCL频率 = 347KHz， SCL高电平时间1.5us，SCL低电平时间2.87us
        循环次数为5时，SCL频率 = 421KHz， SCL高电平时间1.25us，SCL低电平时间2.375us

        IAR工程编译效率高，不能设置为7
    */
    for (i = 0; i < 20; i++);
}

/*
*********************************************************************************************************
*   函 数 名: i2c_Start
*   功能说明: CPU发起I2C总线启动信号
*   形    参：无
*   返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_Start(void)
{
    /* 当SCL高电平时，SDA出现一个下跳沿表示I2C总线启动信号 */
    I2C_SDA_1();
    I2C_SCL_1();
    i2c_Delay();
    I2C_SDA_0();
    i2c_Delay();
    I2C_SCL_0();
    i2c_Delay();
}

/*
*********************************************************************************************************
*   函 数 名: i2c_Start
*   功能说明: CPU发起I2C总线停止信号
*   形    参：无
*   返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_Stop(void)
{
    /* 当SCL高电平时，SDA出现一个上跳沿表示I2C总线停止信号 */
    I2C_SDA_0();
    I2C_SCL_1();
    i2c_Delay();
    I2C_SDA_1();
}

/*
*********************************************************************************************************
*   函 数 名: i2c_SendByte
*   功能说明: CPU向I2C总线设备发送8bit数据
*   形    参：_ucByte ： 等待发送的字节
*   返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_SendByte(uint8_t _ucByte)
{
    uint8_t i;

    /* 先发送字节的高位bit7 */
    for (i = 0; i < 8; i++)
    {
        if (_ucByte & 0x80)
        {
            I2C_SDA_1();
        }
        else
        {
            I2C_SDA_0();
        }
        i2c_Delay();
        I2C_SCL_1();
        i2c_Delay();
        I2C_SCL_0();
        if (i == 7)
        {
            I2C_SDA_1(); // 释放总线
        }
        _ucByte <<= 1;  /* 左移一个bit */
        i2c_Delay();
    }
}

/*
*********************************************************************************************************
*   函 数 名: i2c_ReadByte
*   功能说明: CPU从I2C总线设备读取8bit数据
*   形    参：无
*   返 回 值: 读到的数据
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t i2c_ReadByte(void)
{
    uint8_t i;
    uint8_t value;

    /* 读到第1个bit为数据的bit7 */
    value = 0;
    for (i = 0; i < 8; i++)
    {
        value <<= 1;
        I2C_SCL_1();
        i2c_Delay();
        if (I2C_SDA_READ())
        {
            value++;
        }
        I2C_SCL_0();
        i2c_Delay();
    }
    return value;
}

/*
*********************************************************************************************************
*   函 数 名: i2c_WaitAck
*   功能说明: CPU产生一个时钟，并读取器件的ACK应答信号
*   形    参：无
*   返 回 值: 返回0表示正确应答，1表示无器件响应
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t i2c_WaitAck(void)
{
    uint8_t re;

    I2C_SDA_1();    /* CPU释放SDA总线 */
    i2c_Delay();
    I2C_SCL_1();    /* CPU驱动SCL = 1, 此时器件会返回ACK应答 */
    i2c_Delay();
    if (I2C_SDA_READ()) /* CPU读取SDA口线状态 */
    {
        re = 1;
    }
    else
    {
        re = 0;
    }
    I2C_SCL_0();
    i2c_Delay();
    return re;
}

/*
*********************************************************************************************************
*   函 数 名: i2c_Ack
*   功能说明: CPU产生一个ACK信号
*   形    参：无
*   返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_Ack(void)
{
    I2C_SDA_0();    /* CPU驱动SDA = 0 */
    i2c_Delay();
    I2C_SCL_1();    /* CPU产生1个时钟 */
    i2c_Delay();
    I2C_SCL_0();
    i2c_Delay();
    I2C_SDA_1();    /* CPU释放SDA总线 */
}

/*
*********************************************************************************************************
*   函 数 名: i2c_NAck
*   功能说明: CPU产生1个NACK信号
*   形    参：无
*   返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_NAck(void)
{
    I2C_SDA_1();    /* CPU驱动SDA = 1 */
    i2c_Delay();
    I2C_SCL_1();    /* CPU产生1个时钟 */
    i2c_Delay();
    I2C_SCL_0();
    i2c_Delay();
}

/*
*********************************************************************************************************
*   函 数 名: i2c_CfgGpio
*   功能说明: 配置I2C总线的GPIO，采用模拟IO的方式实现
*   形    参：无
*   返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void i2c_CfgGpio(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_I2C_PORT, ENABLE);   /* 打开GPIO时钟 */

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = I2C_SCL_PIN | I2C_SDA_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;    /* 开漏输出 */
    GPIO_Init(GPIO_PORT_I2C, &GPIO_InitStructure);

    /* 给一个停止信号, 复位I2C总线上的所有设备到待机模式 */
    i2c_Stop();
}

/*
*********************************************************************************************************
*   函 数 名: i2c_CheckDevice
*   功能说明: 检测I2C总线设备，CPU向发送设备地址，然后读取设备应答来判断该设备是否存在
*   形    参：_Address：设备的I2C总线地址
*   返 回 值: 返回值 0 表示正确， 返回1表示未探测到
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t i2c_CheckDevice(uint8_t _Address)
{
    uint8_t ucAck;

    i2c_CfgGpio();      /* 配置GPIO */


    i2c_Start();        /* 发送启动信号 */

    /* 发送设备地址+读写控制bit（0 = w， 1 = r) bit7 先传 */
    i2c_SendByte(_Address | I2C_WR);
    ucAck = i2c_WaitAck();  /* 检测设备的ACK应答 */

    i2c_Stop();         /* 发送停止信号 */

    return ucAck;
}
